CN114196100B - 一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于架空电缆技术领域，尤其为一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料及其制备方法，所述内屏蔽料包括A组分料和B组分料，所述A组分料包括以下重量份组分：乙烯‑乙烯醇共聚物35～48份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物26～28份、导电碳黑15～20份、无机填料8～10份、硅烷偶联剂1～2份、抗氧剂0.5～2份、阻燃剂0.5～1份、引发剂0.5～1份、润滑剂0.5～1份；所述B组分料包括以下重量份组分：乙烯‑乙烯醇共聚物97～99份、催化剂0.5～2份、抗氧剂0.5～1份。本发明制得的内屏蔽料其拉伸强度、断裂伸长率提升明显，老化后拉伸强度和断裂伸长率变化率相对较小，交联度更高，半导电性能优异，成品效能稳定，具备优良的耐热性和耐候性以及阻燃性能。

Description

一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料及其制备方法

技术领域

本发明涉及架空电缆技术领域，具体为一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料及其制备方法。

背景技术

架空电缆是架空绝缘电缆的简称，是设置有有绝缘层和保护外层的架空导线，由类似于交联电缆生产工艺进行生产制造，是介于架空导线和地下电缆之间的新的输电方式，架空电缆均为单芯，按其结构分类可分为硬铝线结构、硬拉铜线结构、铝合金线结构、钢芯或铝合金芯支撑结构和自承式三芯纹合结构等，具有较高供电可靠性，且供电安全性好、架设和维修方便和经济性合理，其主要技术参数包括耐候性、绝缘水平、内外半导电屏蔽层、外半导电屏蔽层，内半导电屏蔽层位于导线芯和绝缘层之间，由内屏蔽料制得，一般包括基体树脂、导电填料、交联剂、抗氧剂和其他助剂等，能够改善电缆内部电场径向分布、平衡电场，提高电缆的电气强度和安全性能，延长电缆的使用寿命。

目前应用较为广泛的为硅烷交联型屏蔽料，硅烷交联型屏蔽料大多采用接枝A料和催化B料混合的形式制备硅烷交联型半导电屏蔽料。但现有的架空硅烷自交联双组分内屏蔽料老化后拉伸强度和断裂伸长率变化率较大，交联度不高，成品效能不佳，耐热性和耐候性以及阻燃性能较差，整体性能不佳。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料及其制备方法，解决了现有的架空硅烷自交联双组分内屏蔽料老化后拉伸强度和断裂伸长率变化率较大，交联度不高，成品效能不佳，耐热性和耐候性以及阻燃性能较差，整体性能不佳的问题。

(二)技术方案

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料,包括A组分料和B组分料，所述A组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物35～48份、乙烯-醋酸乙烯共聚物26～28份、导电碳黑15～20份、无机填料8～10份、硅烷偶联剂1～2份、抗氧剂0.5～2份、阻燃剂0.5～1份、引发剂0.5～1份、润滑剂0.5～1份；所述B组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物97～99份、催化剂0.5～2份、抗氧剂0.5～1份。

进一步地，所述无机填料为钛白粉。

进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、A1100、A1160、A189、A174中的一种。

进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂BHT、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂300中的一种。

进一步地，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚磷酸铵、三聚氰胺、磷氮类阻燃剂中的一种。

进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯引发剂中的一种。

进一步地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、白油、硬脂酸盐中的一种。

进一步地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡中的一种。

本发明还提供了一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电碳黑、无机填料、硅烷偶联剂、抗氧剂、阻燃剂、引发剂、润滑剂各组分原料混合，制得A组分料；

S2、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、催化剂、抗氧剂各组分原料混合，制得B组分料；

S3、将经步骤S1制得的A组分料与B组分料置于180～200℃的温度下混合并挤出造粒，得混合料；

S4、将经步骤S3所得的混合料置于温水中交联成架空硅烷自交联双组分内屏蔽料成品。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料及其制备方法，具备以下有益效果：

本发明，制得的架空硅烷自交联双组分内屏蔽料与现有技术相比，其拉伸强度、断裂伸长率提升明显，老化后拉伸强度和断裂伸长率变化率相对较小，交联度更高，其半导电性能优异，降低了体积电阻率，成品效能更为稳定；且由于钛白粉及阻燃剂的添加，能够提高成品的耐热性和耐候性以及阻燃性能，整体性能优异，工艺简单，具备较高的实用性及经济性

附图说明

图1为本发明对经实施例1-4和比较例1-2制得的不同架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的性能检验结果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明一个实施例提出的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料,包括A组分料和B组分料，A组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物35份、乙烯-醋酸乙烯共聚物28份、导电碳黑20份、钛白粉10份、2份硅烷偶联剂KH550、2份抗氧剂1010、氢氧化镁1份、偶氮二异丁腈1份、聚乙烯蜡1份；B组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物97份、二月桂酸二丁基锡2份、1份抗氧剂168。

本发明还提供了一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电碳黑、钛白粉、硅烷偶联剂KH550、抗氧剂1010、氢氧化镁、偶氮二异丁腈、聚乙烯蜡各组分原料混合，制得A组分料；

S2、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、二月桂酸二丁基锡、抗氧剂168各组分原料混合，制得B组分料；

S3、将经步骤S1制得的A组分料与B组分料置于180℃的温度下混合并挤出造粒，得混合料；

S4、将经步骤S3所得的混合料置于温水中交联成架空硅烷自交联双组分内屏蔽料成品。

实施例2

如图1所示，本发明一个实施例提出的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料,包括A组分料和B组分料，A组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物48份、乙烯-醋酸乙烯共聚物26份、导电碳黑15份、钛白粉8份、1份的硅烷偶联剂KH560、0.5份的抗氧剂BHT、硼酸锌0.5份、偶氮二异庚腈0.5份、EVA蜡0.5份；B组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物99份、二月桂酸二正辛基锡0.5份、0.5份的抗氧剂1010。

本发明还提供了一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电碳黑、钛白粉、硅烷偶联剂KH560、抗氧剂BHT、硼酸锌、偶氮二异庚腈、EVA蜡各组分原料混合，制得A组分料；

S2、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、二月桂酸二正辛基锡、抗氧剂1010各组分原料混合，制得B组分料；

S3、将经步骤S1制得的A组分料与B组分料置于200℃的温度下混合并挤出造粒，得混合料；

S4、将经步骤S3所得的混合料置于温水中交联成架空硅烷自交联双组分内屏蔽料成品。

实施例3

如图1所示，本发明一个实施例提出的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料,包括A组分料和B组分料，A组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物27份、导电碳黑17份、钛白粉9份、2份的硅烷偶联剂KH570、2份的抗氧剂1098、聚磷酸铵1份、过氧化氢1份、白油1份；B组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物98份、辛酸亚锡1份、1份的抗氧剂300。

本发明还提供了一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电碳黑、钛白粉、硅烷偶联剂KH570、抗氧剂1098、聚磷酸铵、过氧化氢、白油各组分原料混合，制得A组分料；

S2、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、辛酸亚锡、抗氧剂300各组分原料混合，制得B组分料；

S3、将经步骤S1制得的A组分料与B组分料置于190℃的温度下混合并挤出造粒，得混合料；

S4、将经步骤S3所得的混合料置于温水中交联成架空硅烷自交联双组分内屏蔽料成品。

实施例4

如图1所示，本发明一个实施例提出的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料,包括A组分料和B组分料，A组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物45份、乙烯-醋酸乙烯共聚物26份、导电碳黑16份、钛白粉9份、1份的硅烷偶联剂A1100、1份的抗氧剂300、氢氧化铝0.5份、过氧化苯甲酰0.5份、硬脂酸盐0.5份；B组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物98份、二月桂酸二正辛基锡1.5份、0.5份的抗氧剂1010。

本发明还提供了一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电碳黑、钛白粉、硅烷偶联剂A1100、抗氧剂300、氢氧化铝、过氧化苯甲酰、硬脂酸盐各组分原料混合，制得A组分料；

S2、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、二月桂酸二正辛基锡、抗氧剂1010各组分原料混合，制得B组分料；

S3、将经步骤S1制得的A组分料与B组分料置于195℃的温度下混合并挤出造粒，得混合料；

S4、将经步骤S3所得的混合料置于温水中交联成架空硅烷自交联双组分内屏蔽料成品。

比较例1

本比较例为实施例1的对比例，本比较例与实施例1不同的是：本比较例提供一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料,包括A组分料和B组分料，A组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物50份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、导电碳黑10份、钛白粉15份、2份硅烷偶联剂KH550、2份抗氧剂1010、1份阻燃剂UV-1130、偶氮二异丁腈1份、聚乙烯蜡1份；B组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物96份、二月桂酸二丁基锡2.5份、1.5份抗氧剂168。

本比较例提供的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的制备方法与实施例1相同。

比较例2

本比较例为实施例2的对比例，本比较例与实施例1不同的是：本比较例提供一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料,包括A组分料和B组分料，A组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、导电碳黑11份、钛白粉6份、1份的硅烷偶联剂KH560、0.5份的抗氧剂BHT、硼酸锌0.5份、偶氮二异庚腈0.5份、EVA蜡0.5份；B组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物99份、二月桂酸二正辛基锡0.5份、0.5份的抗氧剂1010。

本比较例提供的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的制备方法与实施例2相同。

对经实施例1-4制得的架空硅烷自交联双组分内屏蔽料和经比较例1-2制得的架空硅烷自交联双组分内屏蔽料进行性能检验，其中，体积电阻率为分别在20℃、70℃温度下对屏蔽料两端施加500V电压时测量得到的两组直流电场强度与稳态电流密度之商；老化实验为100℃温度条件下进行7d的空气热老化，测量并记录屏蔽料老化前后的拉伸强度、断裂伸长率。检验结果如图1所示。

经检验，经实施例1-4制备所得的架空硅烷自交联双组分内屏蔽料与比较例1-2制得的架空硅烷自交联双组分内屏蔽料相比，实施例制得的内屏蔽料其拉伸强度、断裂伸长率提升明显，老化后拉伸强度和断裂伸长率变化率相对较小，交联度更高，其半导电性能优异，降低了体积电阻率，成品效能更为稳定；且由于钛白粉及阻燃剂的添加，能够提高成品的耐热性和耐候性以及阻燃性能，整体性能优异，工艺简单，具备较高的实用性及经济性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料,包括A组分料和B组分料，其特征在于：所述A组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物35～48份、乙烯-醋酸乙烯共聚物26～28份、导电碳黑15～20份、无机填料8～10份、硅烷偶联剂1～2份、抗氧剂0.5～2份、阻燃剂0.5～1份、引发剂0.5～1份、润滑剂0.5～1份；所述B组分料包括以下重量份组分：乙烯-乙烯醇共聚物97～99份、催化剂0.5～2份、抗氧剂0.5～1份。

2.根据权利要求1所述的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料，其特征在于：所述无机填料为钛白粉。

3.根据权利要求1所述的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、A1100、A1160、A189、A174中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂BHT、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂300中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三聚氰胺、磷氮类阻燃剂中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯引发剂中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、白油、硬脂酸盐中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡中的一种。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种架空硅烷自交联双组分内屏蔽料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、导电碳黑、无机填料、硅烷偶联剂、抗氧剂、阻燃剂、引发剂、润滑剂各组分原料混合，制得A组分料；

S2、按重量份计，将乙烯-乙烯醇共聚物、催化剂、抗氧剂各组分原料混合，制得B组分料；

S3、将经步骤S1制得的A组分料与B组分料置于180～200℃的温度下混合并挤出造粒，得混合料；

S4、将经步骤S3所得的混合料置于温水中交联成架空硅烷自交联双组分内屏蔽料成品。

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